Comment fonctionnent les armes laser ?

Partout dans le monde, les pays développent rapidement des armes laser de haute puissance pour des missions militaires sur terre et en mer, dans les airs et dans l'espace.

Armes laser montées sur des camions. Photo : Popular Science

Selon Iain Boyd, professeur d' ingénierie aérospatiale à l'Université du Colorado à Boulder, les images de petits drones peu coûteux remplissant le ciel ou glissant au-dessus des vagues incitent l'armée à développer et à déployer des armes laser pour remplacer des mesures défensives coûteuses comme les missiles.

Les lasers utilisent l'électricité pour créer des photons, ou particules de lumière. Ces photons traversent un milieu amplificateur, ce qui augmente rapidement leur nombre. Tous ces photons sont ensuite focalisés en un faisceau étroit par un système de guidage laser, d'après The Conversation .

Depuis l'invention du premier laser en 1960, les ingénieurs ont développé, au cours des décennies suivantes, une gamme de lasers produisant des photons à différentes longueurs d'onde du spectre électromagnétique, de l'infrarouge à l'ultraviolet. Les systèmes laser de forte puissance utilisés dans les applications militaires reposent sur des lasers à semi-conducteurs, qui utilisent des cristaux spéciaux pour convertir l'énergie incidente en photons. Une caractéristique essentielle des lasers à semi-conducteurs de forte puissance est que les photons produits se situent dans la région infrarouge du spectre électromagnétique et sont invisibles à l'œil nu.

Lorsqu'il interagit avec une surface, un faisceau laser produit différents effets selon sa longueur d'onde, sa puissance et la nature du matériau. Les lasers de faible puissance émettent des photons dans le spectre visible et peuvent servir de source lumineuse pour des pointeurs ou des démonstrations publiques. Ces faisceaux laser sont si peu puissants qu'ils se réfléchissent sur la surface sans l'endommager.

Les systèmes laser de forte puissance sont utilisés pour découper les tissus biologiques dans de nombreuses interventions médicales. Les lasers les plus puissants peuvent chauffer, vaporiser, faire fondre et brûler une grande variété de matériaux, utilisés dans les procédés industriels de soudage et de découpe. Outre la puissance du laser, sa capacité à produire divers effets dépend également de la distance entre le laser et la cible.

armes laser

En partie grâce au développement des lasers industriels de forte puissance, les forces armées du monde entier utilisent de plus en plus d'armes laser. Un avantage fondamental de ces armes réside dans leur capacité à fonctionner en continu. Contrairement aux armes traditionnelles, comme les fusils à munitions limitées, les lasers de forte puissance peuvent tirer sans interruption tant qu'ils sont alimentés.

L'armée américaine déploie des lasers de forte puissance montés sur des camions pour neutraliser diverses cibles, notamment des drones, des hélicoptères, des obus de mortier et des missiles. La marine américaine utilise des lasers de forte puissance embarqués sur ses navires pour se défendre contre les petites embarcations rapides en surface, ainsi que contre les missiles et les drones. L'armée de l'air américaine développe des lasers de forte puissance pour aéronefs, destinés à des missions offensives et défensives. La Russie développe également des lasers terrestres de forte puissance pour neutraliser les satellites ennemis.

Limites des armes laser

L'un des principaux défis pour les unités utilisant des lasers de forte puissance réside dans la puissance nécessaire pour être efficaces à longue distance. Contrairement aux lasers industriels, qui se trouvent à quelques centimètres seulement de leur cible, les opérations militaires impliquent des distances bien plus importantes. Pour se défendre contre les menaces à courte portée, telles que les obus de mortier ou les petites embarcations, les armes laser doivent atteindre leur cible avant de causer des dommages.

Cependant, l'incinération de matériaux à distance de sécurité nécessite des faisceaux laser d'une puissance allant de quelques dizaines à plusieurs centaines de kilowatts. Les plus petits prototypes d'armes laser consomment 10 kilowatts d'électricité, soit l'équivalent d'une voiture électrique. Les armes laser de haute puissance les plus récentes, actuellement en développement, requièrent 300 kilowatts, soit suffisamment d'électricité pour alimenter 30 foyers. Du fait de leur rendement de seulement 50 %, les lasers de haute puissance génèrent un gaspillage d'énergie considérable.

Cela signifie que les lasers de forte puissance nécessitent une infrastructure de production d'énergie et de refroidissement, ce qui peut limiter l'efficacité des différentes plateformes de soutien. Les camions militaires et les avions de chasse de l'armée de l'air disposent du moins d'espace pour les armes laser de forte puissance ; ces systèmes sont donc limités aux cibles nécessitant une puissance relativement faible, comme la destruction de drones ou la neutralisation de missiles. Les navires et les gros aéronefs peuvent accueillir des lasers de plus forte puissance capables d'incinérer des bateaux et des véhicules terrestres. Les systèmes terrestres sont les moins contraints, offrant ainsi la puissance la plus élevée et la capacité d'engager des missiles à plus grande distance.

Une autre limitation importante des armes laser de forte puissance nécessitant une plateforme de support concerne leur autonomie. Le transport de la source d'alimentation du laser par camion, navire ou aéronef étant limité par la capacité de cette alimentation, le laser ne peut être utilisé que pendant une durée limitée avant de devoir être rechargé. De plus, l'efficacité de ces armes est réduite par la pluie, le brouillard et la fumée, qui provoquent la dispersion du faisceau. Enfin, le faisceau laser a besoin de plusieurs secondes pour se verrouiller sur une cible avant de pouvoir l'endommager.

À l'avenir, les armes laser continueront probablement à se développer avec des niveaux de puissance accrus, élargissant ainsi leur portée.

An Khang (Selon The Conversation )

Lien source: https://vnexpress.net/vu-khi-laser-hoat-dong-nhu-the-nao-4720686.html